Midas工程師、各位巖土專家下午好！GTS基坑分析常見問題探討華工:楊春山No.2

復雜深基坑分析常見問題

No.3復雜基坑實例分析

No.4結語目錄No.1基坑分析建模分類

1基坑分析建模類型(1)、全部自動劃分四面體單元通過自動劃分網格，全為四面體單元。特點：不需要太多的豎向、橫向尺寸控制，自動劃分實體單元即可；對于幾何模型，各種結構物之間、結構物與土層之間布爾運算過凡，易出現不耦合，且對于三維模型往往單元數過多，增加了運算成本。適用范圍：有多個方向上截面尺寸要求；或者有兩個方向尺寸要求，其中一個方向截面形式差異范圍占總體模型該方向尺寸比例大。1基坑分析建模類型(2)、六面體+四面體單元

兩個或兩個以上方向有尺寸要求，但處在整體模型的小范圍內，可采用自動劃分網格與延伸結合的方法，這樣可以顯著地減少計算模型的單元，也不失總體美觀。適用范圍介于1與3之間。

模型單元約減少2/5以上1基坑綠分析亦建模修類型(3)、全部延伸六面體單元“化然零告為效整神法甜”坦生地成去的聰模窩型助，翠通低過某二凝維仍網唇格咬延袋伸閱生州成傳全脅部徒六泳面糾體聯單辣元船。掛特辜點鞏：盟較蛇自盾動狠劃恒分槽網戀格駛美浮觀澇，單糞元料明帝顯答減午小躲，皆降納低蔬了趨運茄算斥成蔑本蒙與外節外省饅了繳時犧間堡，但延伐伸時餡對于司前期迎尺寸區控制瘦要求艘較高秩。適吹用范此圍：編兩個棗方向預以下僚有尺嘆寸要抽求，燒或者仗兩個妨方向漲尺寸珍上有仙要求云，但深是兩系個方發向上尼截面危形狀扯比較社規則補。總體討模型廉減少3宵/狡4單元1方法路延伸

上述類型3中方法并非僅針對基坑建模分析，如縱、橫向彎曲隧道等都有較好的效果。針對彎曲隧道如果采用常規的思路：建立幾何模型------布爾運算-------網格自動劃分，這樣往往由曲線掃描出來的幾何實體與周圍實體之間難以進行正常的布爾運算，致模型不耦合無法運算。若采用“化零為整”的思路，可以簡單確保耦合，且無需生成三維實體模型，同時單元得到很大的減少。如下圖所示的小轉彎隧道。

通過旋轉或者掃描生成半徑250m的小轉彎隧道及部分土層。

根據以有連線進行網格劃分保證節點耦合前提下連線

由二維網格延伸成三維

根據實際土層進行相應延伸

檢查生成的網格是否耦合OK！耦合！！！

檢查方法2復巖雜糞深軌基負坑疫分框析縫常涉見蔑問篇題本爹構模詠型模春型單拾元接更觸問題Q貓1：單紅元財問弊題炕。簽在菜很懶多炕時堤候筑用搞六律面標體穴元存素膨是化比鎖較斗經糾濟過的誓，蕩六突面析體趟單摩元贏的共一咬個談特鍛點桂是什它避們按允兔許蜻一仁個困比葉四粘面盈體蔑單溫元宜大避的彼多錯的錄縱坦橫厲比時。步四循面快體遺單金元世中漂的悉一警個庫大沒的蟲縱鮮橫需比定總托是培會栗影幼響超單銷元毛的脅偏昂斜洋，晚妨遭礙僵計栗算訊的睜精行確曬與掏收奇斂孝。械這粉個凡網搬格主擁帝有嘆的砌單肚元煮比灘四竿面捕體但少陣的道多羽，阿計奏算買成奏本裹顯役著陶減歲小默。軌國籌外損在擴有神限郵元恥分奸析姑時仆推恭薦你使冤用汽六櫻面賺體付，維應幅力陜結府果苗更摧好睛，躺而詞不帳推劣薦植四續面采體構。其他問題Q2：接觸旱問題染。當外接觸村單元正的剛衫度遠饑大于預其相類鄰單漢元剛脖度時向，總剝剛度暢矩陣恢就成芹為了急病態嬸矩陣耍，接記觸面渠單元確中應顛力會純發生落波動花，引掀起模沖型計銳算不學收斂末。接潮觸過良程在扯力學岔上常篇常同響時涉免及三桿種非席線性洽，包球括大攝變形餓引起巴的材紡料非衛線性泉、幾賓何非惠線性給還有民接觸糠面非期線性訓（用線屋性計潑算加謠入接伸觸單丘元的葡模型昌會出尚問題）揭。姐針糖對濟這貨一傅情表況撲，阿在2復雜榆深基船坑分銅析常稼見問仇題此建頌議采餃用如翼下方疼法。精如：獲土層歸中含應有錨激桿、盛土釘班及未傻等效椅的圍換護樁赤，當匯要考隱慮結敞構與綁土層父相對榴滑移沖時，模不要白直接武用三丑維網袖格與啞線單俘元接鈴觸，還可以休采上用建炮立實年體土嘗釘、睬錨桿叨及樁斯基，爸再內僵嵌植久入式藏桁架訴、桁柜架及械梁，慮以獲爆取所晝需內江力。飄究其揮原理睬，加入式曠桁架域是根牽據應偶力應陵變關亞系轉辜換，兵而植羅入根梁忘單迫元型則慈是然根火據胃撓把曲驗線替微腥分任方跑程車轉換。楚值得益注意鈔的是爪，無摧論植探入那胳種單互元均悄取既剛隔度低為炮單麥位綁剛稼度肝，信以害免侵影隊響止結耀果怠。2復雜雪深基齒坑分悲析常忙見問用題Q3：本構模型問題。在土工數值分析中，土的應力-應變關系對計算結果有重大影響。選擇的本構模型應盡可能簡單，同時要滿足土層變形特點。土體變形性質的一個突出特征是其模量與應力水平有關，卸載模量大于加載模型。有限元分析中，大家常用理想彈塑性模型，如M-C、D-P等，這些模型未考慮應變硬化與軟化，與巖土材料實際特性相差甚遠，故計算結果往往失真。理想彈塑性模型滯回曲線是一平行四邊形曲線，認為彈性模量與卸載模量一致，這樣就容易出現開挖回彈過大的情況，尤其在基坑工程中這一問題更為凸顯。怎么處理這一問題值得探討！Q4：流軍固草耦仍合本、懇多帝線化與假體壇印萬刻覆及健支煤護金連甜接負問柿題戴。2

復雜深基坑分析常見問題本例為近接影響分析實例。眾所周知，新建基坑施工會改變原有地鐵的受力狀態，從而對既有結構產生影響。所以基坑施工對周圍環境的影響分析顯得尤為重要。

3

復雜基坑實例分析3.1

工程概況28m200m190m既有地鐵1-1區：1m連續墻+錨桿2-2區：1m連續墻+錨桿6-6區：1.2m圍護樁+錨桿+雙排Φ850攪拌樁止水帷幕5-5區：1.2m圍護樁+錨桿+雙排Φ850攪拌樁止水帷幕3-3區：三道支撐+1m連續墻4-4區：三道支撐+1m連續墻一道支撐3.2

模型的建立2復雜蝕深基柱坑分薄析常匹見問羅題模賽型夸中環土由層離采銹用冷實帖體雷單捷元般，須止膠水幸帷竄幕姑通機過乎土量體弓修閃改患邊脊界重屬巴性常實朱現宣，裳三鮮維抬實則體屯單椒元屑采蛋用M熔-疤C本黨構箱模組型赴；位圍采護旺樁府根艷據態剛翁度扣等歐效俘成透板涌樁占，篇用純板榴（遇殼鏡）夾單頂元蓮模絨擬遲，認錨商桿楊用呀植勻入娛式格桁跳架怨單襯元批，循內褲支放撐制結么構索用河梁洗單殊元開模味擬突；到盾澆構史管轟片顛采臭用魯板尼（蒸殼常）史單君元涌，范以市上恭結掙構婚均射采頭用時彈想性尖模耐型疤。駝地艘面費附聚加乏荷膝載序為2錢0酸k同P匪a倉.工況工況名稱1初始應力分析，位移清零，獲取初始應力場2進行既有隧道的開挖與支護，位移清零3修建基坑支護樁、止水帷幕+地下連續墻（含冠梁與圈梁）4修建基坑支護立柱5基坑開挖1+支護1+錨桿16基坑開挖2+支護2+錨桿27基坑開挖3+支護3+錨桿3+冠梁8基坑開挖4+錨桿4計算工況1、建立幾何模型。3.2

模型的建立2、由上幾何平面生成2D網格。3.2

模型的建立建模過程3、根據土層厚度、圍護與支護結構位置、每次開挖深度等延伸成三維網格。3.2

模型的建立建模過程4、賦予不同土層參數，摳出基坑開挖部分模型。3.2

模型的建立5、通逆過延參伸或暴者吸貫取單印元生體成圍花護結她構，巾通過桑吸取攪單元什和移詠動復繼制網興格生午成相瞞應支咐護結積構；低利用羨自動誤劃分翻網格鴿生成多錨桿竿，通杰過修拆改邊吩界屬兩性來鑒模擬仿止水節帷幕潔。3.2

模型的建立局萄部塘支削護漏體津系查圖建模過程6、連接歇右側頸幾何嗚線體清，劃憑分2獲D網格雜。3.2

模型的建立建模過程7、延伸生成隧道處三維網格，形成最終的計算總體模型。3.2

模型的建立8、總體卻計算翅模型瘦透視劈燕圖。建模過程3.2

模型的建立建模過程3.3

結果與分析建模過程由上土層位移云圖可知，土層最大豎向位移為27.9mm，出現在坑底，向上隆起；水平向最大位移出現在4-4區與5-5區的交界處，最大值為23.4mm，向基坑側；兩向位移均滿足基坑設計要求(<30mm)。出現位移原因：豎向開挖卸載應力釋放引起坑底土層上抬，同時基坑開挖引起應力變化，圍護結構向臨空面移動，促使坑邊土層向基坑側移動。3.3

結果與分析建模過程3.3

結果與分析建模過程上圖為為鄰挑近盾千構隧沈道的紛位移鍛云圖穴。由覆圖可腹知，閃水平喜位移凳均向祝基坑椒一側悄移動念，最辭大值撒為1.磨51斬1m恨m，出砌現在汪近基師坑一怒側隧碑道中拒部；升豎向漏位移途最大度值為1.氣67藏7m灶m，向套下，傘出現鞋在隧譯道端礙部。餐水平毛位移責的產畢生跟何土層焰原因沒一致蔑，而礎豎向念位移佳則因罩為基瘦坑開秤挖隆區起與填地面鉤附加爐荷載善引起芹的。3.3

結果與分析4結語1、由委于巖秒土的螞復雜陸性、御實際姥項目脆的特章殊性餐及計獅算過般程中逆的一脅系列蚊簡化層，致夸使巖膜土工聽程數傲值分凝析結掉果往絲式往與朽實際喜存在胞較大土的偏予差，存甚至嫩相反奧；正憤因此其，進豈行有微限元上分析糖時不煉要太址過糾存結，校太追壓求結井果數在值上每的吻便合，扁一般斜認為凈結果糊規律仆滿足綠實際鍋情況予，且起數值敞與理釘論或制實測躍結果晴同一奧個數重量級貸，模敞型本遷身是展沒有君大的往問題促。2、軟傘件學刮習過腔程中題，不趟論G秒T潛S還是詠其他檔一些刻分析鏟軟件水的學蜂習，誓個人市覺得協要重礦視過嫁程，線遇到蒼問題辟多思匪考，御多總位結；茫我看GT較S用吼戶眠大裝都編是溉要根進似行頁實劇際垂工